电化学阻抗动态监测热、电协同作用对钙钛矿太阳能电池界面演化影响

【作者】 冯昱霖； 马红茹； 刘京； 董庆顺； 边继明； 史彦涛；

【机构】 大连理工大学物理学院； 大连理工大学化学学院；

【摘要】 随着光电技术的进步,飞速发展的钙钛矿太阳能电池(PSCs)备受关注。目前,钙钛矿的内在特性已经得到了深入的研究,但由于自身的软属性以及对环境的敏感性,电池器件中的界面特性还需要进一步研究。在这里,我们通过电化学阻抗测试研究了在热、电协同条件下钙钛矿器件界面的实时演化情况,并通过对应器件的横截面扫描电子显微镜(SEM)图像揭示了PSCs界面的微观演变结果。结果表明,温度升高会导致钙钛矿层中的离子迁移过程加速,同时spiro-OMeTAD中的添加剂存在一定程度的挥发,这些阻碍了PSCs界面的电荷转移能力。当偏置和温度同时作用于PSCs时,加剧的电致离子迁移导致钙钛矿晶体形态破坏,引起钙钛矿结晶性下降,钙钛矿层以及其界面的电荷输运能力下降。[1]更长时间暴露在高温(85℃)和电偏置的协同条件下,上述过程进一步加剧引起钙钛矿层分解,导致PSCs界面严重破坏,降解过程产生与钙钛矿的晶界处,并逐步延伸扩散到整个钙钛矿层。最后,根据以上结果,我们提出了一种PSCs在长期高温和偏置协同条件下降解途径的理论模型。这些结果为研究PSCs的软界面性质和降解途径提供了新的见解。更多还原